现代交换课件第8章

缺点是协议较为复杂，与标准ATM技术不兼容，从技术特点上
来看，集成模型更像多层交换技术。目前，IP over ATM的主 流是采用集成模型，它适合于组建大型IP骨干网。 集成模型主要包括Ipsilon公司的IP交换技术(IP Switching)， Cisco公司的标签交换技术(Tag Switching)，IETF制定的多协 议标记交换技术标准MPLS(Multi-Protocol Label Switching)也 属于此类。
LIS：logical IP subnet ARS：address resolution server
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（1）逻辑IP子网

逻辑IP子网(LIS)是根据用户和网络管理者的连 接要求，对直接连接到ATM网络的任意主机、 路由器和服务器进行组合而形成的一个逻辑IP 子网。 整个CIPOA网络被分割为许多LIS，在每个LIS 中都有一个地址解析（ARP）服务器，负责完 成IP地址和ATM地址之间的转换，该LIS内的所 有节点(LIS客户)被配置以该服务器的ATM地址。
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（2）LANE的工作过程



初始化 LEC查找LECS的ATM地址并与其建立配置虚连接，然后通过LECS与 LES建立控制虚连接，向LES登记自己的ATM地址和所代理的LAN的 MAC地址。接着LEC向LES发送局域网仿真地址解析协议（LE-ARP） 请求，其中包含广播MAC地址，从而获得LEBUS的ATM地址 。 新站登记 当LEC所代理的LAN增加新的工作站时，LEC将向LES登记新工作站的 MAC-ATM地址对。LEC也可向LES发出撤销某一已登记的MAC-ATM 地址对请求。 数据传输 当主机要发送数据时，首先进行地址解析，以获得被叫主机的ATM地址。 然后主叫主机使用该ATM地址建立与被叫主机的ATM虚连接，并在其 上发送IP数据包。


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2. CIPOA(Classical IP over ATM)

基本思想是利用IP对低层网络技术的包容能力，在 ATM网络上支持IP，将ATM网络看成TCP/IP网络的一 种异型子网，与以太网、令牌环网、FDDI等物理子网 处于同等地位，用IP层协议来实现ATM网络与Internet 的互连。
MPOA服务器（MPS）：。M P S在一个路由服务器 或一个路由器中操作主要功能是为MPC提供数据包 转发所需的信息，负责向MPC提供网络层最优路由 信息； NHRP：用来基于网络层地址进行寻址，在ATM骨 干上建立一种直接的连接。

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M PC
M PS
M PC
路由器 ATM 主机 M PC ELAN 主机 R i ng 路由器 ELAN ATM网 络
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在IP over ATM方案中， •IP层主要实现多业务汇聚和数据的封装， •ATM层负责提供端到端的QoS。

主要解决问题:

ATM的面向连接技术与IP的面向无连接技术的衔接； IP与ATM技术的不同编址方式，路由选择方式等的衔 接。

ATM与IP相融合的技术存在两种模型，即重叠模 型和集成模型。
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IP o v e r ATM技术
数据流 驱动
重叠模式 数据流 驱动 LANE C l a s s i c a l IP ove r A T M IP 交 换
集成模式 拓扑驱动
Tag 交换等
M POA
M PL S
IP over ATM技术分类
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IP 与ATM融合的两种模式（1）
重叠模式: 将IP网络层协议重叠在ATM之上。 o IP层运行在ATM层之上，ATM网络仅作为IP层的低层传 输链路 o IP和ATM各自定义自己的地址和路由协议 o 2种选路协议（IP选路协议与ATM选路协议）
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4. MPOA

M P O A的主要目标是能够在不同子网的客户机间建立直 通路径 MPOA直接把网络层地址映射为ATM地址，能支持可变 长度的最大传输单元，同时还引入了虚拟路由器的概念， 从而使主机间能建立直接的ATM虚电路，解决了LANE和 IPOA的路由器瓶颈问题。 MPOA包括：
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1、IP技术与ATM技术的融合
IP网络技术：
特点：技术简单，可扩展性好，灵活性高
存在问题：传输效率低，无法保证服务质量
ATM网络技术： 特点：可满足多业务需求，传输效率高，保证服务质 量，有流量控制 存在问题：技术复杂，可扩展性不好
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将ATM技术应用于Internet可以解决带宽问题， 也可以简单地将ATM的QoS能力引入Internet， 满足各种实时业务的性能要求。 因此，ATM技术承载IP业务成为传统电信运营 商构建宽带IP网的主要选择之一。
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2、IP交换技术
IP交换机的体系结构 IP交换的基本原理
IP交换可提供两种信息传送方式: 一种是ATM交换式传输，另一种是基于hop-by-hop方 式的传统IP传输。 采用何种方式取决于数据流的类型，对于连续的、业务 量大的数据流采用ATM交换式传输，对于持续时间短的、 业务量小的数据流采用传统IP传输技术，IP交换是基于 数据流驱动的。
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IP 与ATM融合的两种模式（2）
集成模式
o 单一的IP地址空间
o 单一的IP选路协议 o 需要控制协议（将3层的选路信息映射到2层直通交换 机制）
缺点：不能够为IP外的业务提供传送能力，从而限制了提 供多业务的公用宽带网络对该技术的选择
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集成模型的优点是综合了第三层路由的灵活性和第二层交换的 高效性，IP分组的传输效率高，可以充分发挥ATM面向连接的 全部优点；



MPOA客户机（MPC）：能够驻留在一个工作站、边缘设备、路 由器或路由服务器中。M P C的主要功能是作为直通路径的一个 源端和目的端工作。M P C包括一个L E客户机，以便它能够连 接到一个E L A N上并使用L A N E协议与同一子网的M P O A服 务器和M P C通信；
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A T MA R P S e rv e r 路由器 路由器
IPOA的网络结构示意图
IP 主 机 L IS 1 ATM网络 L IS 2 L IS 3
A T MA R P S e rv e r
IP主 机
路由器
路由器
路由器 IP 主 机 A T MA R P S e rv e r
IP 主 机 IP 主 机 IP 主 机
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（1）LANE的构成

LANE由一组LANE客户机(LEC)和LANE服务器构成 。 LEC（LAN Emulation Client）的功能是作为一个ATM终端，还代理 原有LAN的所有终端与ATM网络相连，将MAC地址映射成ATM地址。 每个LEC由一个唯一的ATM地址来标识，并动态的向LES （LAN Emulation Server）登记它所代理的LAN终端的MAC地址。 LANE服务器：由三个不同的功能实体构成。
第8章 IP交换技术
主要内容与要求
IP技术与ATM技术的融合 IP交换技术(IP交换机, IP交换原理) 标签（Tag）交换技术 多协议标记交换（MPLS）技术
要求：了解IP交换产生的背景，了解IP交换的种类， 了解IP交换的基本概念，了解IP交换的基本特点 和基本交换原理，了解标记交换的特点和基本交 换原理，了解多协议标记交换的特点和基本交换 原理。
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IP交换(IP switching) 将一个IP路由处理器捆绑在一个ATM交换 机上，去除了所有ATM信令和路由协议，ATM 交换机由与其相 连的IP路由处理器控制。 IP交换机作为一个整体运转，执行通常的IP路由协议，并进行传 统的逐级跳方式的IP分组转发。
当检测到一个大数据量、长持续时间的业务流时，IP路由处理器 就和与其邻接的上行节点协商，为该业务流分配一个新的虚通路 和虚信道标识(VPI/VCI)来标记属于该业务流的信元，同时更新 ATM交换机中转发表对应的内容。一旦这个独立的处理过程在路 由通路上的每一对IP交换机之间都得到执行，那么每一个IP交换 机就可以很简单地把转发表中的上行和下行节点的表项入口正确 地连接起来，这样，最初的逐级跳选路方式的业务流最终被转变 成了一个ATM交换的业务流。
(3)(6)V C 连 接 建 立 ， 数 据 传 输
IP 地 址 ： 128 .126 .10.3 A T M 地 址 ： s3 缺省网关路由器
IP 主 机 IP 主 机 IP 主 机
IPOA工作过程示意图
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LANE

LANE以透明方式在ATM网上支持LAN协议， 即在ATM局域网仿真网络中，对原局域网用户 来说，ATM交换网络的各种功能，包括呼叫建 立、信元拆装等，都是透明的。
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边缘路由器
IP 核 心 网
L SR
IP over ATM集成 模型的网络结构
ATM交换机仍然基于VPI/VCI实现分组转发，但不同点在于，一般纯ATM网络和重叠 模型中的ATM交换机的VPI/VCI表是由标准的ATM信令建立和维护的，而集成模型中 ATM交换机的VPI/VCI转发表是由IP路由协议和基于TCP/IP的其它标记分发控制协议 创建和维护的。 因此在集成模型中，ATM交换机实际上是一个多协议标签交换路由器，因而在图中将 其记为LSR(Label Switching Router)。LSR节点先使用IP进行寻址和选路，然后在选 好的路径上使用ATM交换进行分组转发。
o 需要地址解析功能

结构特点：高性能的ATM交换机构成宽带传递骨干网，周围 是速度较低的路由器。
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1. 典型的重叠模型技术

由IETF制订的“传统IP over ATM（Classical IP over ATM，CIPOA）” 由ATM论坛制订的“局域网仿真（LAN Emulation，LANE）” “ATM上传送多协议（Multi-protocol over ATM，MPOA）”